不同宽窄波段组合的光谱参量对夏玉米穗位叶氮素含量估测

【目的】利用敏感波段构建适宜的植被指数,对于提高光谱技术诊断作物营养状况的精确度具有十分重要的意义。【方法】采用单因素随机区组设计的方法,通过设置5种不同施氮处理,研究夏玉米在吐丝期穗位叶光谱反射率与氮素含量的关系,进而比较了前人的植被指数与构建的8种不同形式宽窄波段组合植被指数的优越性,并对构建的氮素含量估测模型进行精度验证。【结果】穗位叶原始光谱反射率在近红外波段(700～1000 nm)随施氮量增加而升高,与氮素含量的变化表现一致;一阶导数光谱的红边位置随施氮量增加依次为698、703、709、714和714 nm,出现"红移"现象;利用氮素敏感波段构建宽窄波段组合的植被指数与叶片氮含量进行相关性分析,优于前人所采用的植被指数;植被指数[R(800-900)-R(692-729)]/R711和植被指数[R(800-900)+R(650-670)]/R711构建的乘幂函数估测模型检验精度较高,R~2和RMSE分别为0.92和0.09。【结论】利用氮素敏感波段构建的宽窄波段组合植被指数,提高了光谱参量与氮素含量的相关性,可以实现对夏玉米吐丝期氮素营养的诊断。     

基于无人机多光谱的夏玉米叶绿素含量反演研究

以济南市济阳区夏玉米为研究对象,通过无人机(UAV)搭载多光谱相机进行叶绿素动态监测。在夏玉米3个生育时期(大喇叭口期、开花期、灌浆期),每个时期选取5块具有代表性的1 m×1 m的样地,利用无人机获取样地多光谱影像;同时从每块样地选取不同植株冠层不同部位的7片叶,用叶绿素仪测定每片叶的SPAD值,取其平均值作为该样地的SPAD实测值。利用Pix4D mapper软件对获取的多光谱影像进行拼接,然后利用伪标准地物辐射校正法进行校正,输出5个波段的反射率影像图,用ENVI对各波段进行配准组合成ENVI格式的反射率数据。选取4种光谱参数和夏玉米SPAD实测值构建反演模型并进行模型评价,结果表明:以归一化植被指数(NDVI)、土壤调整植被指数(SAVI)、冠层叶绿素含量指数(CCCI)三种光谱参数为变量的多元线性回归(MLR)模型精度更高且更加稳定,模型检验Rv~2为0.885,均方根误差(RMSE)为2.111,模型最优解参数(MOSP)为0.414。综合分析,该模型在估测玉米冠层叶绿素含量方面具有快速便捷、时效性强、准确度高等诸多优势,同时能快速、无损监测夏玉米叶绿素含量变化。     

不同氮营养水平与夏玉米光谱特性关系初报

【目的】揭示关中地区夏玉米叶面光谱特性与施氮量间的相关性,探索不同施氮水平下夏玉米叶片含氮量与叶绿素等生化指标及其光谱反射率特征。【方法】在田间设置不同施氮水平(纯氮施用量分为0,120和240kg/hm2)的试验小区,分别于喇叭期、抽穗期、吐丝期和乳熟期,采用FieldSpec光谱仪于室内标准光源下测定夏玉米叶片的光谱反射率,采用H2SO4-H2O2消煮,连续流动注射分析仪测定叶片氮含量,采用叶绿素仪测定穗位叶片的叶绿素含量,并对所得数据进行相关性分析。【结果】夏玉米叶片含氮量与叶绿素含量之间呈显著相关性,作物施氮水平对叶片的叶绿素含量及含氮量有直接影响;不同施氮水平下夏玉米叶面的反射波谱曲线趋势大致相同,均明显在绿波段(550 nm左右)有1个反射峰,在近红外波段(760~1 070 nm)有1个较高的反射率平台,在近红外波段(760~1 070 nm)处的反射率随氮肥用量的增加而提高,在可见光波段(400~760 nm)处的反射率则正好相反;在可见光波段,不同生长期玉米的叶面光谱反射率表现为乳熟期>抽雄期>喇叭口期>吐丝期,而在近红外波段其光谱反射率表现为乳熟期>喇叭口期>抽雄期>吐丝期;在可见光(400~760 nm)波段处,夏玉米不同生育期叶片的反射率与叶片含氮量及叶绿素含量呈负相关,而在近红外(760~1070 nm)波段处,除抽雄期外,其余生育期叶片的反射率与叶片含氮量及叶绿素含量均呈正相关,且相关性较为显著;高光谱遥感监测显示,关中地区夏玉米氮素营养水平的敏感时期分别是喇叭口期、吐丝期及乳熟期,敏感波段为可见光波段的500~720 nm和近红外区的760~1 070 nm。【结论】夏玉米的氮营养水平与叶面光谱反射率存在显著的相关性,利用高光谱遥感数据监测关中地区夏玉米的营养状况是可行的。     

不同密度冬小麦叶绿素含量的冠层光谱响应研究

为了研究不同密度条件下冠层光谱对冬小麦叶绿素含量的响应,对不同密度条件下的冬小麦冠层光谱反射率进行了测定,分析了光谱植被指数与叶绿素含量间的相关性及其定量关系.结果表明,在可见光波段范围内,光谱反射率与叶绿素含量的相关性以密度5(900万苗·hm-2)最大,呈极显著负相关,且在波段670 nm时相关系数最大,达--0.85.在近红外波段范围内,光谱反射率与叶绿素含量的相关性以密度1(300万苗·hm-2)最大,均呈极显著正相关,且在波段800 nm时相关系数最大,达0.71.各植被指数与叶绿素含量的相关性均以密度1(300万苗·hm-2)最好.另外,种植密度的不同,监测叶绿素含量的最佳自变量也不一样.该研究结果可为大田实践提供一定的理论基础和实践参考.     

不同基因型夏玉米对种植密度的响应特征研究

以主推品种"郑单958"和"浚单20"为试验材料,于2012年在河南新乡设置密度试验,研究不同基因型夏玉米在不同种植密度下产量及主要农艺性状变化特征。结果表明,产量随密度变化呈二次曲线变化趋势,二个品种表现趋势一致,产量的变化主要受穗粒数的影响。随密度增大,叶面积指数和收获期群体生物量逐渐增大。综上,在黄淮海中等地力条件下,"郑单958"和"浚单20"最适密度为75 000株/hm2左右。     

基于高光谱植被指数的西北玉米不同时期叶绿素含量估测

以陕西省扶风县马席村、巨良农场和杨凌区揉谷乡种植的大田玉米为试验材料,分别测定玉米抽雄期、灌浆期和乳熟期的冠层光谱反射率和叶片叶绿素含量,分析冠层各光谱植被指数与叶片叶绿素含量之间的相关关系,建立玉米叶绿素含量估测模型。结果表明,以单变量光谱植被指数估算叶绿素含量,抽雄期的最佳模型由修正叶绿素吸收反射率指数(Modified chlorophyll absorption reflectivity index,MCARI)建立,灌浆期最佳模型由垂直植被指数(Perpendicular vegetation index,PVI)建立,乳熟期最佳模型由植被衰老反射率指数(Plant senescence reflectance index,PSRI)建立。随着玉米生长期的推进,叶片衰老,用PSRI所建立的模型来监测玉米叶绿素含量的效果较好,可为高光谱遥感在玉米长势监测提供理论依据和技术支持。     

白马牙玉米不同生长时期叶绿素含量变化

对“白马牙”玉米不同时期叶片对叶绿素含量测定。结果表明，在不同时期玉米叶片中叶绿素含量不同。Ｃｈｌａ，Ｃｈｌｂ和ＣｈｌＴ含量的变化趋势相似，在拔节期最高，随着叶片衰老其含量逐渐下降。     

夏玉米叶面积指数的高光谱遥感植被指数法研究

通过不同品种夏玉米在不同供氮水平下的田间试验,测定夏玉米冠层在不同时期的光谱反射率及对应的群体叶面积指数(LAI),综合分析10个常见光谱植被指数与夏玉米LAI的相关性及预测性.结果表明,光谱植被指数的预测性在夏玉米喇叭口-吐丝期最佳,预测性主要依赖于LAI的整体变化,结合不同品种、不同生育时期和氮肥处理的试验资料对其预测性进行检验,说明光谱植被指数能准确地预测LAI.尤其是近红外与绿光波段的比值(R810/R560)与LAI呈显著的指数关系,不受品种类别、生育时期和氮肥水平的影响,回归模型为LAI=0.765e0.2637R810/R560.利用样本A和B对R810/R560的预测性进行综合检验,表明模拟值与实测值之间符合度较高,平均R2＝0.9573**,估算的平均RMSE为0.0365,精确度和准确度平均值分别为95.63%和 98.47%.     

喷锌时期对不同夏玉米品种籽粒产量及锌含量的影响

研究不同喷锌(ZnSO₄·7H₂O)时期[不喷锌(Zn0)、苗期和拔节期1∶1喷锌(Zn1)、拔节期和大口期1∶1喷锌(Zn2)、大口期喷锌(Zn3),喷施量均为4.5 kg/hm²]对黄淮海生产区10个夏玉米主栽品种[登海605(V1)、迪卡653(V2)、先玉335(V3)、秋乐618(V4)、伟科702(V5)、隆平638(V6)、裕丰303(V7)、德单5号(V8)、郑单958(V9)和谷神玉66(V10)]干物质积累量、籽粒产量及其构成因素、锌含量及积累量、锌生物有效性的影响,以期为夏玉米生物锌强化及高产高效栽培提供理论依据。结果表明,与不喷锌处理相比,喷锌处理可增加夏玉米干物质积累量和籽粒锌含量,总体上显著减少果穗秃尖长,提高千粒质量、籽粒产量和锌积累量及生物有效性。夏玉米植株干物质积累量以Zn2V4处理最高,为19.74 t/hm²,Zn0V4、Zn3V4和Zn1V7处理次之;秃尖长以Zn3V8处理最短,Zn3V5、Zn3V9和Zn2V8处理次之;穗粒数以Zn1V5处理最多,Zn0V5...     

不同控释肥对夏玉米籽粒品质的影响

在大田条件下研究树脂包膜控释肥(CRF)和硫包膜控释肥(SCF)对夏玉米籽粒品质的影响。结果表明,在相同施肥量(N、P、K量相同)情况下,控释肥CRFⅢ(1 428 kg/hm2)和SCFⅢ(1 668 kg/hm2)及其减量25%处理的CRFⅡ和SCFⅡ处理的玉米籽粒的粗蛋白和可溶性糖含量和产量都显著高于等量普通复合肥(CCF,1 260 kg/hm2)处理,控释肥减量50%各处理的营养成分含量仍与普通肥处理无显著差异。对于淀粉的含量,施肥量少的处理要高于施肥量多的处理,但差异不显著,产量则施肥量多的处理高。施肥处理的淀粉支/直比都要高于CK,控释肥与普通肥的处理间差异均未达到显著水平,表明施用控释肥能提高和改善玉米品质。     

不同肥料运筹对夏玉米的生产效应

【研究目的】以高产夏玉米新品种鲁单9006为试验材料,研究了不同肥料运筹对夏玉米产量、籽粒品质和土壤性状的影响。【方法】大田试验结合室内分析试验比较分析了不同肥料运筹的生产效应。【结果】与施用普通化肥相比,施用包膜化学肥料特别是控释肥料在玉米增产、肥料利用效率与经济效益提高等方面的效果明显要好,并可部分地改善玉米籽粒品质和耕层土壤性状;不同肥料运筹的玉米生产效益分析结果表明:施用等养分量控释肥的经济效益显著高于普通化肥,减量控释肥施用的经济效益要优于全量控释肥,普通化肥一次施用优于分次施用。【结论】施用包膜化学肥料特别是控释肥料对夏玉米的生产效应明显好于施用普通化肥;在提高玉米产量的同时,减少肥料成本投入也是提高玉米生产效益的有效措施。     

不同施肥制度对夏玉米产量特性的影响

研究了北京褐潮土13年长期定位不同施肥制度夏玉米生物产量和籽粒产量特性,主要结果:(1)长期N、P、K化肥配合(NPK处理)以及N、P、K化肥与有机肥或秸秆配合施用(NPKM与NPKS处理),生物产量和籽粒产量表现稳定且持续高产;(2)长期N、P、K化肥非平衡施肥的处理(NP、N、NK、PK处理)以及不施肥的CK,夏玉米生物产量和籽粒产量连年持续下降,植株矮小、瘦弱,甚至出现发育停滞现象。氮磷钾缺乏其中任何一种元素,都会造成植株和籽粒发育障碍,影响生物和籽粒产量。     

Impacts of Different Stages of Nitrogen Dressing on Feeding Value of Forage Summer Maize

A trial of investigating impacts of nitrogen dressing at different stage on feeding value and physiological characteristics of forage summer maize (Ludan50) has been conducted by means of potted planting. The results suggested that biomass yield, grains yield and feeding value of all treatments were significantly raised compared CK without nitrogen dressing. Nitrogen dressing at the jointing stage for one time could raise the dry matter yield in terms of biomass, thus improving feeding value. Separating total dose of dressing nitrogen into two or three times at the jointing, male tetrad (or flowering) stage were beneficial to the dual purpose of maize, i.e. both kernel and forage. The effects on physiological characters were reflected as the improvement of leaf area index (LAI), activity of nitrate reductase (NR), catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD)and soluble protein content in leave above ear. Such impacts were more obvious at the late stage of maize growth.     

不同埋深地下微咸水用于夏玉米灌溉研究

[目的]探讨不同地下水埋深下适合夏玉米灌溉的微咸水浓度。[方法]以浚单20号为供试材料,利用地中蒸渗仪控制不同地下水埋深（2、3、4m）,在灌水定额为900m^3／hm^2条件下利用不同浓度微咸水（1．5、2．5、3．5、4．5g／L）对夏玉米进行灌溉试验,测量夏玉米的叶面积指数、株高、产量等生育指标,研究不同地下水埋深下适合夏玉米灌溉的微咸水浓度。[结果]地下水埋深与夏玉米叶面积指数、株高和产量呈负相关,其中地下水埋深4m对夏玉米的影响最大;微咸水浓度与夏玉米叶面积指数、株高和产量呈负相关,其中4．5g/L微盐水灌溉对夏玉米影响显著。[结论]地下水埋深为2m时,适合灌溉的微咸水浓度不宜超过3．5g/L;地下水埋深分别为3、4m时,适合灌溉的微咸水浓度不宜超过2．5g／L。     

不同种植密度对夏玉米农艺性状及产量的影响

以郑单958为供试材料,设置7个种植密度,连续两年进行不同种植密度对夏玉米农艺性状和产量影响试验。结果表明:随种植密度增加,玉米株高、穗位高均增加,倒伏、倒折率亦增加,植株抗倒能力降低;玉米产量均表现先增加后降低趋势,但玉米产量获得最高值的种植密度两年份间有差异,2012年最适种植密度是75 000株/hm2,2013年度由于玉米倒伏倒折发生较重导致实际穗数降低,种植密度90 000株/hm2时产量最高。     

残茬覆盖与耕作方式对夏玉米营养生长及籽粒产量的影响

对小麦机械收获后残茬覆盖与不覆盖 2种条件下免耕、翻耕和间隔深松 3种土壤耕作方式夏玉米的营养生长及籽粒产量进行了研究。结果表明 ,残茬覆盖和深松耕作玉米播种后出苗率高 ,次生根多 ,株高增加而基部节间缩短 ,叶面积系数提高 ,最终产量显著高于其他处理。     

种植密度对不同夏玉米品种植株性状及产量影响

2019-2021年连续3年在陕西省泾阳县试验示范基地选取不同类型夏玉米品种,研究了4种密度对植株性状和产量的影响,探索各品种在关中灌区最佳种植密度。结果表明：各品种同一年度间株高、穗位、倒伏率、倒折率和空秆率随种植密度的增加有增高趋势,穗行数、行粒数和穗粒数有降低趋势,在4.5万株/hm²和6.0万株/hm²密度条件下百粒重较大。关中灌区陕单650最佳种植密度为7.5~9.0万株/hm²,郑单958最佳种植密度为6.0~7.5万株/hm²,陕单609最佳种植密度为9.0万株/hm²,东单60最佳种植密度为6.0~7.5万株/hm²。     

不同施肥措施对夏玉米产量和土壤硝态氮淋失的影响

为筛选夏玉米生产上科学合理的施肥方式,以郑单958为试验材料,在偏沙型和偏粘型2种土体质地构型上研究了等氮量的不同施肥措施（习惯施肥、玉米专用肥、100％缓控释肥、30％尿素＋70％缓控释肥）对夏玉米产量、土壤硝态氮淋失和氮肥利用率的影响。结果表明：与习惯施肥相比,30％尿素＋70％缓控释肥处理单季玉米增产9．36％,习惯施肥措施不仅会造成根层土壤剖面中硝态氮的累积,还会进一步引起硝态氮向深层地下水的淋失;2种土体质地构型下,30％尿素＋70％缓控释肥处理的氮肥利用率分别较习惯施肥提高了35．65％和23．02％。用尿素代替30％缓控释肥（30％尿素＋70％缓控释肥）的新型施肥措施,既能保证夏玉米苗期速效氮素的供应,又能明显降低硝态氮在土壤中的累积。     

不同类型氮肥对夏玉米产量及经济效益的影响

通过田间小区试验研究了不同类型氮肥对夏玉米产量及经济效益的影响,结果表明,所用的3种类型氮肥(复混肥、缓释肥和复合肥)均使夏玉米产量、有效穗数和穗粒数显著提高,从产量和经济效益综合比较,以施用物美价廉的复合肥对夏玉米的增产与农民的持续增收效果最佳。